JP4771997B2 - 半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4771997B2 JP4771997B2 JP2007162753A JP2007162753A JP4771997B2 JP 4771997 B2 JP4771997 B2 JP 4771997B2 JP 2007162753 A JP2007162753 A JP 2007162753A JP 2007162753 A JP2007162753 A JP 2007162753A JP 4771997 B2 JP4771997 B2 JP 4771997B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor light
- conductivity type
- light emitting
- diffusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 96
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 113
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 91
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 82
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 62
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 31
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 6
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- MHYQBXJRURFKIN-UHFFFAOYSA-N C1(C=CC=C1)[Mg] Chemical compound C1(C=CC=C1)[Mg] MHYQBXJRURFKIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N arsane Chemical compound [AsH3] RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Description
以下、「ノンドープ」を「un-」と表記し、「多重井戸量子」を「MQW」と表記する場合がある。
図15はアニール温度580℃で窓領域を形成した半導体発光素子におけるp型AlGaInP第1クラッド層36とun-AlGaAsガイド層35aとの界面をSIMSにより測定した原子濃度プロファイルを示し、図16はアニール温度620℃で窓領域を形成した半導体発光素子におけるp型AlGaInP第1クラッド層36とun-AlGaAsガイド層35aとの界面をSIMSにより測定した原子濃度プロファイルを示す。
図15および図16から、Znを拡散させるとInのun-AlGaAsガイド層35aに対する拡散はさらに顕著となり、その混入量はZnを拡散させる際のアニール温度が高いほど多くなることが分かる。
また、この半導体発光素子は、クラッド層にAlGaInPを用い、多重量子井戸活性層にAlGaAsを用いた積層構造であるため、良好な特性の赤外レーザとすることができる。
また、レーザ光出射端面に窓領域を有する半導体発光素子(以下、窓レーザと称する場合がある)とする場合は、端面破壊を抑制することが可能となる。
ここで、本発明において、第2導電型AlGaInPクラッド層のIn組成比とは、第2導電型AlGaInPクラッド層に含まれるIII族原子の総原子数、つまりAl原子、Ga原子およびIn原子の総原子数に対するIn原子数の割合であるIn原子濃度を意味する。
以下、「(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層」を「AlGaInP拡散抑制層」と表記する場合がある。また、本発明の半導体発光素子を構成する前記各化合物半導体層について、例えば「第1導電型AlGaInPクラッド層」を「第1導電型クラッド層」のように組成を省略して表記する場合がある。
また、本明細書において、単に「界面」と称する場合は、特にことわりがない限り、第2導電型AlGaInPクラッド層とAlGaAs多重量子井戸活性層との界面を指すものとする。
また、本明細書で述べる「ドープ」と「ノンドープ」の境界として、3×1016/cm3以上の導電型決定元素(不純物元素)の添加量に対してドープ(ドーピング)の扱いとし、それよりも低い添加量についてはノンドープの扱いとする。これは、拡散を含めて意図的なドーピングを行わない場合でも、成長の過程で成長炉内にドーパント原子が存在することで自然とドーピングされる場合が多く、完全なノンドープの状態は実現が困難であることが背景としてある。また、意図的であろうとなかろうと、3×1016/cm3を下回るような低ドープ量では、本発明で問題とするドーパントの拡散や拡散による特性の変化に対して大きな影響を持つことはないと考えるためである。
このようにすれば、拡散抑制層におけるInの濃度勾配を前記界面へ近づくにつれて徐々に小さくすることができ、InのMQW活性層への拡散をより低減することができる。また、このような構成は、窓レーザの端面破壊抑制に有効である。
MQW活性層へ向かうにつれて拡散抑制層のIn原子濃度を連続的に減少させる方法としては、Inの供給原料であるTMInの供給量を徐々に減らす方法、TMIn以外のIII族原子原料であるGaまたはAlの供給原料であるTMGaまたはTMAlの供給量を徐々に増やす方法などが挙げられる。
このようにすれば、拡散抑制層におけるIn組成比のコントロールが容易となり、再現性よく同じ特性の半導体発光素子を製造することが可能である。
MQW活性層へ向かうにつれて拡散抑制層のIn原子濃度を段階的に減少させる方法としては、Inの供給原料であるTMInの供給量を段階的に減らす方法、TMIn以外のIII族原子原料であるGaまたはAlの供給原料であるTMGaまたはTMAlの供給量を段階的に増やす方法などが挙げられる。
このようにすれば、拡散抑制層の一部または全体が、完全にInを含まない組成のAlGaP層となり、第2導電型AlGaInPクラッド層から拡散したInをAlGaP層中に取り込み、結果としてAlGaAsMQW活性層へのInの拡散を効果的に抑制することが可能となる。また、このような構成は、窓レーザの端面破壊抑制により有効である。
つまり、InがAlGaAsMQW活性層に拡散するとAlGaInAsとなり、AlGaInAsはIn拡散前のAlGaAsに比べてバンドギャップが狭くなる。Inが拡散によりAlGaAsMQW活性層に入る量は、(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層におけるIII族原子全体に対するInの組成比(In/Al+Ga+In)と同程度となる。Inが拡散によりAlGaAsMQW活性層に入ってAlGaInAsとなってもレーザ発振波長に対して吸収がなければ端面破壊を抑制することが可能であるため、この端面破壊を抑制できるIn組成比で(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層が形成されている。
このようにすれば、AlGaAsMQW活性層にAlGaInP拡散抑制層と等量のInが混入してAlGaInAsとなっても、AlGaInAsは発光波長に相当する光エネルギーよりも大きなバンドギャップを有しているため、AlGaAsにInが拡散しても半導体発光素子の発光に対して吸収を抑えることができる。
通常、MQW活性層にAlGaAsを用いる半導体発光素子では、AlGaAsにおけるAl組成比が0.3以上を用いることが多く、このような半導体発光素子に対しては、第2導電型AlGaInPクラッド層の界面近傍におけるInの組成比を0〜0.2としていることにより、InがAlGaAsMQW活性層に拡散してもAlGaAsが発光波長に対して吸収することを防止できる。
基板として、例えばGaAs基板を用いた場合、AlGaInP拡散抑制層におけるIn組成比を下げると、GaAs基板に対して格子不整合となるが、臨界膜厚以下とすることにより、格子不整合によるハッチングやクロスハッチと呼ばれる格子欠陥を発生することなくIn組成比の小さい結晶を成長してAlGaInP拡散抑制層を形成することが可能となる。
一方、AlGaInP拡散抑制層の膜厚は、AlGaAsMQW活性層へのInの拡散抑制効果が得られる膜厚でなければならない。このような膜厚としては、1nm〜500nmが好ましく、そのためこの膜厚範囲を考慮したIn組成比でAlGaInP拡散抑制層を形成するのが望ましい。
AlGaInP拡散抑制層の膜厚が500nmを越えると、格子不整合で良好な結晶膜を得ることが難しく、良好な結晶膜を得ようとすると格子不整合を大きくできないためにInを減らす量が少なくなり過ぎ、そうするとAlGaAsMQW活性層へのInの拡散抑制効果が低減する。また、In の拡散距離は大抵の場合100nm以下である場合が多く、500nmを越える厚い拡散抑制層を設ける必要が無いと考えられる。一方、AlGaInP拡散抑制層は、1nm以上の膜厚(数原子層程度の膜厚)が必要であり、1nmより薄いとIn 拡散の抑制効果が期待できないと考えられる。
なお、上述のようにAlGaInP拡散抑制層のIn組成比を段階的に変化させる場合、実質的には、In組成比の異なる複数の拡散抑制層が積層されているため、各層の膜厚は各層のIn組成比を考慮して設定される。また、段階的または連続的にIn組成比を変化させる場合のいずれにおいても、AlGaInP拡散抑制層の膜厚は、トータルとして臨界膜厚を超えないようにすることが望ましい。
この窓領域は、レーザ光に対して透明な材料にて形成された端面窓構造であり、窓領域を形成することにより半導体発光素子を高出力化することができる。
In組成比を低くしたAlGaInP拡散抑制層が存在することにより、窓形成プロセスにおける熱拡散原子の拡散も抑制されてしまうが、拡散抑制層に予め熱拡散原子をドーピングしておくことにより、熱拡散原子の拡散を促進することが可能である。
この場合、熱拡散原子としてはZnがMg(マグネシウム)やC(カーボン)等の他のP型を示すドーパントに比べて拡散させやすいという理由で好適である。
このようにすれば、リッジ部のみ電流を供給する電流狭窄構造とすることができ、さらに、実屈折率差で光を閉じ込めるリアルガイド構造とすることができる。
また、本発明は、その他の積層構造として、基板と第1導電型クラッド層の間にバッファ層が形成されたもの、第1導電型クラッド層と第2導電型クラッド層の少なくとも一方が2層からなるもの、第2クラッド層が2層である場合に2層間にエッチングストップ層が形成されているもの、リッジ部の両側に絶縁性を有する誘電体層が形成されたもの、リッジ部より上層に絶縁膜や保護膜などが形成されたもの等も含まれる。
窓形成時に拡散しやすいp型ドーパントであるZnを拡散原子として選択できる、つまり、n型を表面側にした場合、Znを窓の拡散原子として使用すると窓部のn型領域がp型となりpn接合にならない為、pn障壁がなくなり電気抵抗が下がるため窓部で電流が流れて無効電流になるという理由で、第1導電型をn型とし、第2導電型をp型とする構成が好ましい。
なお、AlGaInPクラッド層のn導電型決定元素としてはSi,Se,Teなどを用いることができ、AlGaInPクラッド層のp導電型決定元素としてはMg,Zn,Cなどを用いることができる。
このようにすれば、より高い発光効率を得ることができる。この場合も、AlGaInP拡散抑制層におけるIn組成比をMQW活性層に向かうにつれて連続的または段階的に減少させるなど、第2導電型クラッド層とMQW活性層との間のAlGaInP拡散抑制層と同様の構成とすることができる。
なお、AlGaInP拡散抑制層は、導電型決定元素が含まれていても(ドープ)、含まれていなくても(ノンドープ)どちらでもよいが、通常は窓領域を形成する工程を経るまでもなく第2導電型クラッド層のドーパントが結晶成長中の拡散によって拡散抑制層に自然的に存在する。
以下、図面を参照しながら本発明の半導体発光素子に適用可能な構造および製造方法の一例を説明する。
図1は実施形態1の半導体発光素子を示す断面図である。
この半導体発光素子は、n型GaAs基板1の上にn型GaAsバッファ層2(膜厚500nm)、n型GaInPバッファ層3(膜厚200nm)、n型AlGaInPクラッド層4(膜厚3500nm)、un-AlGaAsMQW活性層5、un-AlGaInP拡散抑制層6(膜厚10nm)、p型AlGaInP第1クラッド層7(膜厚150nm)、p型GaInPエッチングストップ層8(膜厚10nm)、p型AlGaInP第2クラッド層9(膜厚1200nm)、p型GaInP中間層10(膜厚50nm)およびp型GaAsキャップ層11(膜厚500nm)が順次積層されている。なお、図示省略するが、n型GaAs基板1の裏面にはn型電極が形成され、p型GaAsキャップ層11の表面にはp型電極が形成される。
なお、半導体発光素子を構成する各化合物半導体層の膜厚は、前記膜厚に限定されるものではなく、得ようとする半導体発光素子の特性に応じて適宜設計変更することができる。
MOCVD法による結晶成長においては、化合物半導体層のIII族原料として、メチル系有機金属であるトリメチルアルミニウム(TMAl)、トリメチルガリウム(TMGa)、トリメチルインジウム(TMIn)、さらに、V族原料としてアルシン(AsH3
)、ホスフィン(PH3)、また、ドーピング材料としてジエチル亜鉛(DEZn)、ジメチル亜鉛(DMZn)、シクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)、セレン化水素(H2Se)、シラン(SiH4)、ジシラン(Si2H6)などを使用することができる。
この気相成長装置は、反応室51と、反応室51内に設けられてGaAs基板(またはウェハ)Sを載置するためのサセプタ(基板保持具)52と、反応室51内にガスを導入して所望の雰囲気にするガス導入口53およびガス排出口54と、高周波電流を流すことによりサセプタ51を誘導加熱してGaAs基板1を昇温する高周波コイルとを備えている。なお、抵抗加熱装置やランプを用いた加熱方法も適用が可能である。さらに、気相成長装置は、サセプタ51の下方に取り付けられた放射温度計や熱電対によりサセプタ温度を測定し制御することができると共に、GaAs基板1の表面の温度は、黒体輻射により較正した放射温度計で測定することができる。
GaAs基板S上に各化合物半導体層を積層した後は、各々必要なエッチング工程、フォトリソ工程、金属蒸着工程、切断工程等を経て、レーザダイオードや発光ダイオードといった半導体発光素子を形成することができる。
図4〜図8は、実施形態2の半導体発光素子の製造過程を説明する図である。実施形態2の半導体発光素子は、いわゆるリッジ構造の窓レーザである(図8参照)。なお、実施形態2において、実施形態1と同様の要素には、同一の符号を付している。以下、実施形態2における実施形態1とは異なる点を主として説明する。
なお、半導体発光素子を構成する各化合物半導体層の膜厚は、前記膜厚に限定されるものではなく、得ようとする半導体発光素子の特性に応じて適宜設計変更することができる。
このZn拡散によってZn拡散領域15におけるMQW活性層5が無秩序化する。無秩序化したMQW活性層5におけるバンドギャップは、Zn拡散領域15以外のバンドギャップよりも大きくなるため、発振波長に対して吸収がない窓領域となる。
その後、図8に示すように、基板1に対し、リッジ部16の両サイドからエッチングストップ層8の表面にかけてSiO2の誘電体膜17を形成し、さらにこれをフォトリソグラフィおよびエッチング技術によりリッジ表面のキャップ層11を露出させ、さらにその上にp型電極18を形成し、かつ基板1の裏面にn型電極19を形成して、半導体レーザ素子(窓レーザ)を作製することができる。
実施例1として、図1および図2に示した実施形態1の構造の半導体発光素子をMOCVD法により作製した。このとき、化合物半導体層のIII族原料として、TMGa(トリメチルガリウム)、TMAl(トリメチルアルミニウム)を用い、V族原料としてAsH3(アルシン)、PH3(ホスフィン)を用い、n型ドーピング材料としてSiH4(モノシラン)用い、p型ドーピング材料としてDEZn(ジエチルジンク)、Cp2Mg(シクロペンタジエニルマグネシウム)を用いた。また、各層を実施形態1で説明した膜厚で形成し、un-AlGaInP拡散抑制層6の膜厚は格子不整合による格子欠陥を発生させないことを意図した臨界膜厚を超えない10nmとした。また、un-AlGaInP拡散抑制層6のIn組成比がun-AlGaAsガイド層5aに向かうにつれて連続的かつ直線的に減少するように、un-AlGaInP拡散抑制層6を形成した。
実施例1において、拡散抑制層6を結晶成長する際、In組成比がun-AlGaAsガイド層5aに向かうにつれて直線的に減少するように、上述の気相成長装置の反応室51内に導入する原料ガス中のIn量を連続的に調整したが、実際は結晶成長における熱プロセスによって結晶膜中でInが拡散する。したがって、拡散抑制層6のIn組成比プロファイルは、実際は図4に示すような直線的ではなく湾曲したもの(だれたもの)になる。また、図9では、un-AlGaAsガイド層5aにおけるIn組成比を便宜上0として表現しているが、これについても、成長炉中の反応性生物からの再蒸発による混入等により完全には0とはならない。
この実施例1の半導体発光素子は、CW(連続発振)動作での電流−出力特性における傾き(W/A)の出力値10mW〜100mWの範囲の平均値が1.1(W/A)であった。
実施例2として、図1および図2に示した実施形態1の構造の半導体発光素子を作製した。この場合、In組成比がun-AlGaAsガイド層5aに向かうにつれて段階的に減少するようにun-AlGaInP拡散抑制層6を形成したこと以外は、実施例1と同様に半導体発光素子を作製した。
この実施例2の半導体発光素子は、CW(連続発振)動作での電流−出力特性における傾き(W/A)の出力値10mW〜100mWの範囲の平均値が1.1(W/A)であった。
実施例1および2との比較のために、un-AlGaInP拡散抑制層6が無いこと以外は実施例1と同様に比較例1(図12および図13に示す構造)の半導体素子を作製し、実施例1と同様の測定を行ったところ、前記平均値は1.0(W/A)であった。
実施例3として、図4〜図8で説明した実施形態2の構造の半導体発光素子をMOCVD法により作製した。このとき、化合物半導体層のIII族原料として、TMGa(トリメチルガリウム)、TMAl(トリメチルアルミニウム)を用い、V族原料としてAsH3(アルシン)、PH3(ホスフィン)を用い、n型ドーピング材料としてSiH4(モノシラン)用い、p型ドーピング材料としてDEZn(ジエチルジンク)、Cp2Mg(シクロペンタジエニルマグネシウム)を用いた。また、各層を実施形態2で説明した膜厚で形成し、un-AlGaInP拡散抑制層6の膜厚は格子不整合による格子欠陥を発生させないことを意図した臨界膜厚を超えない5nmとした。また、un-AlGaInP拡散抑制層6のIn組成比がun-AlGaAsガイド層5aに向かうにつれて連続的かつ直線的に減少するように、un-AlGaInP拡散抑制層6を形成した。また、Zn拡散領域(窓領域)15のZnドープ量は1×1018/cm3である。
この実施例3の半導体発光素子は、パルス:1μs(duty 0.1%)でのCODレベル(端面破壊レベル)が250mWであった。
実施例3との比較のために、un-AlGaInP拡散抑制層6が無いこと以外は実施例3と同様に比較例2の半導体素子を作製し、実施例3と同様の測定を行ったところ、前記CODレベルは200mWであった。
2 n型GaAsバッファ層
3 n型GaInPバッファ層
4 n型AlGaInPクラッド層
5 ノンドープAlGaAsMQW活性層
5a un-AlGaAsガイド層
5b ノンドープAlGaAsウェル層
5c ノンドープAlGaAsバリア層
6 ノンドープAlGaInP拡散抑制層
7 p型AlGaInP第1クラッド層
8 p型GaInPエッチングストップ層
9 p型AlGaInP第2クラッド層
10 p型GaInP中間層
11 p型GaAsキャップ層
12 SiO2膜
13 ZnO膜
14 SiO2膜
15 Zn拡散領域(窓領域)
16 リッジ部
17 誘電体膜
18 p型電極18
19 n型電極19
Claims (13)
- 基板上に形成された第1導電型AlGaInPクラッド層と、該第1導電型AlGaInPクラッド層上に形成されたAlGaAs多重量子井戸活性層と、該AlGaAs多重量子井戸活性層上に形成された第2導電型AlGaInPクラッド層とを有し、該第2導電型AlGaInPクラッド層とAlGaAs多重量子井戸活性層との間に、第2導電型AlGaInPクラッド層のIn組成比よりもIn組成比が低い(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層(0≦x≦1、0≦y≦1)が形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
- 前記(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層は、In組成比が、第2導電型AlGaInPクラッド層からAlGaAs多重量子井戸活性層に向かうにつれて連続的に減少している請求項1に記載の半導体発光素子。
- 前記(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層は、In組成比が、第2導電型AlGaInPクラッド層からAlGaAs多重量子井戸活性層に向かうにつれて段階的に減少している請求項1に記載の半導体発光素子。
- 前記(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層は、AlGaAs多重量子井戸活性層と接する界面近傍領域のIn組成比または全体のIn組成比が0である請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層は、In組成比が、AlGaAs多重量子井戸活性層のバンドギャップがレーザ発振波長に相当するエネルギーよりも大きくなる組成比である請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層は、In組成比が0〜0.2である請求項5に記載の半導体発光素子。
- 前記(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層は、膜厚が、格子不整合による結晶欠陥が発生する臨界膜厚以下である請求項1〜6のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記第1導電型AlGaInPクラッド層、AlGaAs多重量子井戸活性層、(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層および第2導電型AlGaInPクラッド層が、レーザ出射側の端面に窓領域を有する請求項1〜7のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記窓領域は、(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層にドーピングされた熱拡散原子が熱拡散することにより形成された請求項8に記載の半導体発光素子。
- 前記熱拡散原子がZnである請求項9に記載の半導体発光素子。
- 前記基板が第1導電型GaAs基板であり、前記第2導電型AlGaInPクラッド層上にリッジ形状の第2導電型GaAsキャップ層を有する請求項1〜10に記載の半導体発光素子。
- 前記第1導電型がn型であり、前記第2導電型がp型である請求項1〜11に記載の半導体発光素子。
- 基板上に第1導電型AlGaInPクラッド層、AlGaAs多重量子井戸活性層および第2導電型AlGaInPクラッド層をこの順に形成する工程を備え、
前記第2導電型AlGaInPクラッド層を形成する前に、AlGaAs多重量子井戸活性層上に、第2導電型AlGaInPクラッド層のIn組成比よりもIn組成比が低い(AlxGa1-x)yIn1-yP拡散抑制層(0≦x≦1、0≦y≦1)を形成することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007162753A JP4771997B2 (ja) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007162753A JP4771997B2 (ja) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009004497A JP2009004497A (ja) | 2009-01-08 |
JP4771997B2 true JP4771997B2 (ja) | 2011-09-14 |
Family
ID=40320575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007162753A Expired - Fee Related JP4771997B2 (ja) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4771997B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI447954B (zh) | 2009-09-15 | 2014-08-01 | Showa Denko Kk | 發光二極體、發光二極體燈及照明裝置 |
JP5586371B2 (ja) * | 2009-09-15 | 2014-09-10 | 昭和電工株式会社 | 発光ダイオード、発光ダイオードランプ及び照明装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3242967B2 (ja) * | 1992-01-31 | 2001-12-25 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子 |
JP2000011417A (ja) * | 1998-06-26 | 2000-01-14 | Toshiba Corp | 半導体レーザアレイ及びその製造方法、光集積ユニット、光ピックアップ並びに光ディスク駆動装置 |
JP4865186B2 (ja) * | 2002-01-17 | 2012-02-01 | パナソニック株式会社 | Iii−v族化合物半導体装置及びその製造方法 |
JP2004349286A (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ素子、半導体レーザ装置、光ピックアップ装置及び半導体レーザ装置の製造方法 |
JP2006196846A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多波長半導体レーザ装置 |
JP2006332623A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
JP2007059577A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Rohm Co Ltd | モノリシック型半導体レーザ |
JP2007096267A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-04-12 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに半導体発光素子 |
JP3891219B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2007-03-14 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
-
2007
- 2007-06-20 JP JP2007162753A patent/JP4771997B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009004497A (ja) | 2009-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6841409B2 (en) | Group III-V compound semiconductor and group III-V compound semiconductor device using the same | |
US11201261B2 (en) | Deep ultraviolet light emitting element and method of manufacturing the same | |
US6181723B1 (en) | Semiconductor light emitting device with both carbon and group II element atoms as p-type dopants and method for producing the same | |
US10033154B2 (en) | Semiconductor optical element, semiconductor laser element, and method for manufacturing semiconductor optical element and semiconductor laser element, and method for manufacturing semiconductor laser module and semiconductor element | |
JP5018433B2 (ja) | 半導体発光素子用エピタキシャルウェハ及び半導体発光素子 | |
US9627849B2 (en) | Semiconductor light device and manufacturing method for the same | |
JP4694342B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
JP5651077B2 (ja) | 窒化ガリウム系半導体レーザ素子、及び、窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法 | |
EP1024566B1 (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing same | |
KR100912622B1 (ko) | 반도체 광소자의 제조 방법 | |
JPH08279649A (ja) | 半導体レーザの製造方法,及び半導体レーザ | |
US5625637A (en) | Surface emitting semiconductor laser and its manufacturing process | |
JP4771997B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
JP5091177B2 (ja) | 半導体レーザ構造 | |
JP2005136418A (ja) | 半導体レーザダイオードのmbe成長 | |
JP5379823B2 (ja) | 半導体光デバイスの製造方法 | |
JP5261529B2 (ja) | 半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
JP2011114017A (ja) | 窒化物半導体装置の製造方法 | |
JP2009141032A (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 | |
JP2007173620A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
JP3211383B2 (ja) | 半導体多層膜反射鏡の製造方法 | |
JP2009026798A (ja) | 発光素子用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに発光素子 | |
Ladugin et al. | Temperature dependence of the threshold current density and external differential quantum efficiency of semiconductor lasers (λ= 900–920 nm) | |
JP2011151303A (ja) | 窒化物半導体装置の製造方法 | |
JP2009194304A (ja) | 半導体レーザ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090805 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110519 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110524 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110621 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4771997 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |